底盤域控制器
關注創建者：經緯恒潤 創建時間：2021-10-28
底盤域控制器的實例教程
隨著汽車科技的迅猛發展，汽車EE架構正從分布式到域集中式再到中央計算式快速過渡。整車ECU數量驟減，線束布置不斷優化，控制功能不斷集中，域控制器作為整車EE架構中的核心控制單元，具有舉足輕重的作用。
汽車智能底盤是影響車輛運行過程中安全性、舒適性與穩定性的重要因素，智能底盤的發展對自動駕駛量產落地有著極其重要的意義。因此，底盤域控制器的解決方案也受到越來越多OEM 的重視。通過引入底盤域控制器，整車廠可以逐步實現“軟件定義底盤”的未來。通過縱、橫、垂的協調控制實現軌跡跟蹤，可以極大地節省開發成本、縮短開發周期，更易實現對于不同車型底盤多樣風格的定義和調教。據公開數據顯示，國內底盤域控制器2025年市場規模預計將達到30億元，2030年將超過600億元。
經緯恒潤緊跟行業發展趨勢，自主研發推出底盤域控制器，集減震器阻尼控制、空氣彈簧高度控制等功能為一體，簡化復雜的底盤控制系統結構。同時，還可以集成后輪轉向、電子穩定桿、轉向柱位置控制、發動機懸置等功能。通過與智能執行器的結合，預留足夠算力的底盤域控制器可以支持集成整車轉向、制動、懸架等車輛橫、縱、垂向相關的控制功能，完成整車的高水平底盤協調控制與車輛運動軌跡控制。目前，經緯恒潤底盤域控制器已實現全棧自研，控制器、底軟、空簧、懸架算法模塊均已實現量產，并實現了迎送賓、主動預測、魔毯懸架等功能，為整車底盤域控算法進一步積累了經驗，向著高級自動駕駛又邁出了堅實的一步！
自2021年起，經緯恒潤開始布局底盤域控制器方向，致力于提供軟件功能解耦平臺。三年內成功進入蔚來、長安體系，連續實現量產。與此同時，更多模塊的自研算法、執行器PPK模塊也在布局和設計中，預計2024年陸續發布。
展開 概述
域控制器是汽車電子電器的發展方向，這一點已經得到了業界的廣泛共識。與車身域、自動駕駛域、智能座艙域比較成熟的方案相比，底盤域的起步相對較晚。作為車輛運行過程中安全性、舒適性、穩定性重要載體的底盤，域控制器的解決方案也得到越來越多OEM的重視。
底盤域可集成的功能多樣，常見的有空氣彈簧的控制、懸架阻尼器的控制、后輪轉向功能、電子穩定桿功能、轉向柱位置控制功能等。通過與智能執行器的結合，預留足夠算力的底盤域控制器可以支持集成整車制動、轉向、懸架等車輛橫向、縱向、垂向相關的控制功能。
產品功能
底盤域控制器的產品功能可涵蓋如下方面：
?? 車身高度控制
?? 車身剛度控制
?? 阻尼連續可調減震器控制
?? 后輪轉向控制
?? 轉向管柱位置控制等
在上述功能的基礎上，OEM還可以根據整車架構集成車輛的其他控制功能，比如滿足VDA規范的制動功能、作為車輛Motion Control載體的車輛動態控制功能等。
產品框圖
產品特點
?? 高功能安全等級的MCU方案，預留足夠的空間和算力，便于功能拓展
?? 支持PSI5接口的高度/加速度傳感器
?? 支持AD接口的高度/加速度傳感器
?? 支持PWM接口的高度/加速度傳感器
?? 兼容CDC/MRD閥的驅動
?? 緩沖器電磁閥H橋驅動
?? 緩沖器電磁閥控制回路高精度電流采樣
?? 預留IMU提供6自由度加速度信息
?? 支持100M 以太網
?? 支持CANFD
?? 支持XCP協議
展開 Model 3 車身域控制器
特斯拉 Model 3 電氣架構
車身域控制器的主要功能包括傳統 BCM 功能、PEPS（無鑰匙進入和啟動）、車窗控制、天窗控制、空調模塊、座椅模塊等。我們認為未來能夠在車身域控制器領域能夠勝出的 Tier1 應該具備以下幾個方面的特征：1）有較強的傳統 BCM 開發的經驗；2）能夠獨立的開發車窗及空調模塊；3）較強的硬件集成能力；4）軟件架構能夠符合時代，最好有 AUTOSAR、SOME/IP 等相關的開發經驗；5）芯片保供能力（公司營收規模）；
“底盤域”控制器集成需求，為自主底盤控制執行單元帶來機會
電動智能化時代，底盤控制全面轉向線控。電動智能車因為真空源缺失、能量回收需求、控制靈敏度升級等多種原因，底盤執行單元全面轉向 X-By-Wire(線控技術)，除電機驅動之外，主要包括線控制動及線控轉向功能。
One-Box 線控制動單元
線控轉向系統
相較于傳統的底盤執行機構，線控單元單車價值量有明顯的提升，線控制動One-Box方案單車價值量約為2000元，線控轉向方案單車價值量約為3000元。較傳統的底盤執行機構價值量均提升了一倍左右。
底盤執行機構向線控單元升級，多路徑實現制動和轉向功能。在傳統底盤執行單元升級成線控單元后，制動和轉向功能能夠通過多路徑實現，以制動功能為例，實現目標減速度可以通過駕駛員主動制動、ESC 主動建壓、電子手剎 EPB 以及動能回收等路徑實現。因此將底盤執行的所有功能集中在更上層的底盤域控制器上進行統一控制，成為提升整車控制效率的發展趨勢。
展開 智能底盤集成了底盤域和線控執行系統，它的發展有兩個趨勢，一是線控執行系統標準化，二是底盤運算控制平臺化。對于這兩大塊而言，它是具備了完整的模塊化的結構方案，這樣有比較清晰的EEA架構場景，作為四大線控而言可以進行模塊化的方案提供。第二，在這個過程當中有一個底盤域控制，這使獨立移動底盤成為可能，可以根據客戶的要求進行智能生態座艙直接的上裝。第三，底盤域控制是大的運算平臺，它是為軟件集成運算提供了一種可能，它具備了成熟的軟件架構，也同時具備了大的軟件資源。因此它是一個模塊化方案，智能生態的承載平臺，同時也是一個大軟件運算平臺。
線控轉向
底盤域控制器有這些功能，在底盤里面它是底盤運算中心，在整車智能駕駛里面它是承上啟下的作用，它來源于DAS控制指令，同時根據DAS指令進行執行，比如說安全狀態的識別，比如說姿態的控制，橫縱的協調加上底盤能量管理，線控執行系統的四大線控（轉向、制動、懸架、驅動），它涉及到一些核心協調控制技術，比如說橫縱協調，前后輪協調，轉向和制動的協調、橫縱垂3CS的協調。底盤域控制器要滿足功能安全ASILD，SOTIF設計的預期功能安全，特別是線控執行機構都在底盤里面，不可避免有些機構本身固有的延時或者滯后，所以要考慮預期功能安全，它的滯后給我們的自動駕駛帶來的風險。
展開 未來主流的系統設計方案如下：
以 Aurix 2G（387/397）為核心的智能動力域控制器軟硬件平臺，對動力域內子控制器進行功能整合，集成 ECU 的基本功能，集成面向動力域協同優化的 VCU，Inverter，TCU，BMS 和 DCDC 等高級的域層次算法。
以 ASIL-C 安全等級為目標，具備 SOTA，信息安全，通訊管理等功能。
支持的通訊類型包括 CAN/CAN-FD，Gigabit Ethernet 并對通訊提供 SHA-256加密算法支持。
面向 CPU\GPU 發展，需要支持 Adapative Autosar 環境，主頻需要提高到 2G，支持 Linux 系統，目前支持 POSIX 標準接口的操作系統。
2.底盤域（車輛運動）
底盤域是與汽車行駛相關，由傳動系統、行駛系統、轉向系統和制動系統共同構成。傳動系統負責把發動機的動力傳給驅動輪，可以分為機械式、液力式和電力式等，其中機械式傳動系統主要由離合器、變速器、萬向傳動裝置和驅動橋組成、液力式傳動系統主要由液力變矩器、自動變速器、萬向傳動裝置和驅動橋組成；行駛系統把汽車各個部分連成一個整體并對全車起支承作用,如車架、懸架、車輪、車橋都是它的零件；轉向系統保證汽車能按駕駛員的意愿進行直線或轉向行駛；制動系統迫使路面在汽車車輪上施加一定的與汽車行駛方向相反的外力，對汽車進行一定程度的強制制動，其功用是減速停車、駐車制動。
智能化推動線控底盤發展。隨著汽車智能化發展，智能汽車的感知識別、決策規劃、控制執行三個核心系統中，與汽車零部件行業最貼近的是控制執行端，也就是驅動控制、轉向控制、制動控制等，需要對傳統汽車的底盤進行線控改造以適用于自動駕駛。
展開 
底盤域控制器的最新內容
因此，底盤域控制器的解決方案也受到越來越多OEM 的重視。通過引入底盤域控制器，整車廠可以逐步實現“軟件定義底盤”的未來。通過縱、橫、垂的協調控制實現軌跡跟蹤，可以極大地節省開發成本、縮短開發周期，更易實現對于不同車型底盤多樣風格的定義和調教。據公開數據顯示，國內底盤域控制器2025年市場規模預計將達到30億元，2030年將超過600億元。
來源 | 汽車ECU開發
車身控制器，車身一個名氣不咋大，但管理的功能卻遍布全車，主要是用于增強汽車的安全、舒適和便利性，以及與車外連接。
車身控制器的功能主要包括燈光控制、雨刮控制、門窗控制、后視鏡控制、PEPS、座椅控制等等，下圖是某主機廠車身控制器的拓撲圖，更直接的可以看出車身控制器功能的多樣性。
車身控制器的功能拓撲圖
本文來源：智車科技
什么是域控制器
過去十多年的汽車智能化和信息化發展產生了一個顯著結果就是ECU芯片使用量越來越多。從傳統的引擎控制系統、安全氣囊、防抱死系統、電動助力轉向、車身電子穩定系統；再到智能儀表、娛樂影音系統、輔助駕駛系統；還有電動汽車上的電驅控制、電池管理系統、車載充電系統，以及蓬勃發展的車載網關、T-BOX和自動駕駛系統等等。
傳統的汽車電子電氣架構都是分布式的
汽車“四化”發展方向是汽車工業未來的發展趨勢，其中包含自動駕駛、網聯化、動力系統電氣化和共享移動化。隨著智能駕駛技術對于整車智能化程度要求的不斷提升，對其整車的控制能力要求也大幅提升，這一過程推動整車電子電器架構逐漸從分布式架構向集中式專用域控制器架構進行不斷演進和發展，以便提供更加高速、安全、可靠的電子架構。這一過程中，不僅要求智能駕駛功能能夠運行在具有高性能軟件到硬件集成的專用中央域控制器上，
來源：智駕最前沿
講到這個問題先講講，什么是域控制器。域控制器的概念是伴隨著整車電子電器架構的發展演變而來的。由于整車電子電器的日益復雜，傳統的分布式架構已經無法滿足日益增長的計算需求，也導致冗長的線束。
根據 2017年德國博世公布其在整車電子電氣架構方面的戰略圖，博世將整車電子電氣架構的發展分為三大類
出品 | 大疆車載
隨著智能駕駛行業的發展，智能駕駛功能日益復雜，領航高速輔助、領航城區輔助、跨層記憶泊車等功能逐漸落地。智能駕駛系統對傳感器、算力需求日益旺盛。
智能駕駛系統既需要大量的算力，也需要多種類型的計算資源，典型的智能駕駛系統處理流程如下。
它接收并處理原始傳感器信號，對車周環境進行實時的在線感知，其中包括對道路結構、車道線等靜態元素，以及車輛
假設該ADAS架構抽象為如下圖：
圖4.2-L3+ADAS自動駕駛系統抽象架構
注意：在圖4.2 架構中，為實現ADAS域控制指令的獨立性，實現安全分解，將ADAS指令仲裁功能分配給底盤動力域控制器。
比如，蔚來自己就研發了ET7智能底盤，除了線控技術，還有自己的“全棧自研智能底盤域控制器”。
還有個例子，就是長城汽車。去年10月28日長城汽車公開課揭秘了“長城智慧線控底盤系統”，并宣布將于2023年量產。
產品類型
- 單控 EPB
- 冗余 EPB
- 底盤域控制器集成單控 / 冗余EPB
- HOST + PBC集成到 ESC 等變種
產品功能
- 基本功能
靜態施加
